Материал из МагВики::Справочник по автозвуку и электронике

Громкоговоритель - электроакустический преобразователь, предназначенный для преобразования электрического сигнала звуковой частоты в акустический (звуковой).

По способу преобразования электрической энергии в звуковые волны можно выделить электродинамические, электростатические, пьезоэлектрические и ионно-плазменные излучатели. Для всех типов, кроме последнего, характерно наличие подвижной излучающей по верхности –диффузора или мембраны.

Содержание 1 Электродинамический громкоговоритель 1.1 Принцип действия 1.2 Устройство 1.3 Магнитная система 1.4 Звуковая катушка 2 Электростатический громкоговоритель 3 Пьезоэлектрический громкоговоритель 4 Ионно-плазменный излучатель 5 Полезные ссылки 6 Литература

Электродинамический громкоговоритель

Принцип действия

Электродинамический громкоговоритель является электроакустическим преобразователем.

Принцип его работы основан на взаимодействии проводника с током и постоянного магнитного поля. Схематически этот принцип, относящийся к любой электродинамической системе, показан на рис. 2 и заключается в следующем. Если в магнитное поле, образованное полюсами магнита, помещен проводник, по которому проходит постоянный электрический ток, то на проводник будет действовать механическая сила, называемая электродинамической. Эта сила стремится вытолкнуть проводник из зоны действия магнитного поля в направлении, перпендикулярном силовым линиям поля и направлению тока (правило "левой руки"). В том случае если ток, протекающий по проводнику, будет переменным, то сила, выталкивающая проводник, будет изменять свое направление с частотой переменного тока и проводник будет совершать колебания в магнитном поле с той же частотой. В электродинамическом громкоговорителе магнитное поле сосредоточено в кольцевом зазоре, а проводник намотан на цилиндрическом каркасе в виде звуковой катушки. Сила взаимодействия переменного тока, протекающего по звуковой катушке, и магнитного поля приводит в аксиальное(осевое) колебательное движение катушку и жестко соединенный с нею диффузор (конус). Количественно эта сила (F) пропорциональна магнитной индукции в кольцевом зазоре (В, вб/м2; 1 вб/м2 = 104 гс), длине проводника звуковой катушки (l, м) и силе тока (I, а), т. е. .

Устройство

Устройство электродинамического громкоговорителя видно из рис. 3. Постоянный магнит 1 создает сильное магнитное поле в кольцевом зазоре между керном 2 и передним фланцем 3. В этом зазоре помещается звуковая катушка 4, жестко соединенная с диффузором конической формы 5. Звуковая катушка расположена посередине кольцевого зазора благодаря наличию центрирующей шайбы 6, приклеенной к диффузору вблизи места соединения его со звуковой катушкой. Края диффузора и центрирующей шайбы в виде плоского воротника крепятся к диффузородержателю 7( корзина ), имеющему прорези (окна). Звуковая катушка вместе с диффузором и центрирующей шайбой образуют подвижную систему громкоговорителя. Перемещения (колебания) диффузора возбуждают в окружающем воздушном пространстве звуковые волны, воспринимаемые человеческим ухом как звуки.

Основная резонансная частота подвижной системы (частота механического резонанса громкоговорителя) зависит от ее массы и гибкости (упругости): чем больше масса и больше гибкость, тем ниже резонансная частота. Гибкость подвижной системы определяется гибкостями центрирующей шайбы и подвеса диффузора; гибкость подвеса диффузора обычно больше, чем гибкость центрирующей шайбы. Масса подвижной системы в основном складывается из масс звуковой катушки, диффузора и соколеблющейся с диффузором (присоединенной) массы воздуха. При воспроизведении сигнала с частотой, близкой или равной частоте основного резонанса подвижной системы громкоговорителя, и неизменном токе в звуковой катушке амплитуда колебаний диффузора увеличивается и повышается звуковое давление на этих частотах.

Магнитная система

Амплитуда колебаний диффузора, как указывалось ранее, зависит от величины магнитной индукции, существующей в кольцевом зазоре, где помещается звуковая ка­тушка. В свою очередь величина индукции зависит от конструкции деталей магнитной системы и качества постоянного магнита. Магнитная система громкоговорителя состоит из магнита и магнитопровода. Магнит обычно имеет форму кольца (рис. 4, а, г) или керна (рис. 4, 6, в). Коль­цевые магниты отливают из специальных алюминие-никелевых сплавов (типа «альни» ЮНД4) с присадками других материалов; для создании нужных индукций в зазоре они имеют достаточно большой объем и вес. Керновые магниты имеют меньшие размеры и вес, так как изготовляются из более высококачественных алюминий-никелево-кобальтовых сплавов с примесями других дорогих металлов (например, сплавы ЮНДК24, ЮНДК25БА и др.).

Для магнитопровода используют сталь (например, "армко"). Магнитопровод выполняют закрытым — в ви­де стакана (рис. 4, б) или открытым — в виде скобы (рис. 4, в). Вследствие трудностей изготовления магнитного керна с концом нужного диаметра и с минимальными допусками, на торцовую часть керна наклеивают круглую стальную пластинку. Ее толщина равна толщине переднего фланца. Пластинка и круглое отверстие фланца образуют кольцевой зазор. Керновые магниты позволяют создать магнитную систему громкоговорителя со значительно меньшим внешним магнитным полем рассеяния. Это очень важно для громкоговорителей, применяемых в телевизорах и радиоприемниках с внутренними магнитными антеннами; громкоговорители с кольцевыми магнитами там не могут использоваться. Наряду с магнитами из металлических сплавов широко применяются магниты, прессованные из ферритбария (марки 2БА и ЗБА). Они имеют вид сравнительно тонкой, но широкой шайбы для уменьшения магнитного сопротивления. Магнитная система в этом случае отличается мало .

Звуковая катушка

Электростатический громкоговоритель

Пьезоэлектрический громкоговоритель

Ионно-плазменный излучатель

Полезные ссылки

Литература